Nama kelompokM. Misbahul Munir (2111038001)Rizha Yudha Pratama (2111038012)1 Klasifikasi Turbin AirTurbin air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi mekanik berupa putaran pada poros kincir atau turbin. Ada beberapa tipe turbin air yaitu :1. Turbin Air Overshot2. Turbin Air Undershot3. Turbin Air Breastshot4. Turbin Air Tub1.1 Turbin Air OvershotTurbin air overshot bekerja bila air yang mengalir jatuh dalam bagian sudu-sudu sisi bagian atas dan karena gaya berat air roda turbin berputar. Turbin air overshot adalah kincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis turbin air yang lainnya.

Gambar Turbin Air OvershotAdapun keuntungan dan kerugian menggunakan Turbin Air Overshot adalah sebagai berikut :Keuntungana. Tingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai 85 %.b. Tidak membutuhkan aliran yang deras.c. Konstruksi sederhana.d. Mudah dalam perawatan.e. Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir.Kerugiana. Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan air, memerlukan investasi yang lebih banyak.b. Tidak dapat diterapkan untuk mesin putaran yang tinggi.c. Membutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan.d. Daya yang dihasilkan lebih relatif kecil.1.2 Turbin Air UndershotTurbin air undershot bekerja bila air yang mengalir, menghantam dinding sudu yang terletak pada bagian bawah dari turbin air. Turbin air undershot tidak mempunyai tambahan keuntungan dari head. Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Tipe ini disebut juga dengan Vitruvian. Disini aliran air berlawanan dengan arah sudu yang memutar turbin.

Gambar Turbin Air UndershotAdapun keuntungan dan kerugian menggunakan turbin air undershot ini adalah sebagai berikut :Keuntungana. Konstruksi lebih sederhana.b. Lebih ekonomis.c. Mudah dipindahkan.Kerugiana. Efisiensi kecil.b. Daya yang dihasilkan relatif kecil.1.3 Turbin Air BreastshotTurbin Air Breastshot merupakan perpaduan antara tipe overshot dan undershot dilihat dari energi yang diterimanya. Jarak tinggi jatuhnya tidak melebihi diameter turbin, arah aliran air yang menggerakkan turbin air disekitar sumbu poros dari turbin air. Turbin air jenis ini memperbaiki kinerja dari turbin air tipe undershot.

Gambar Turbin Air BreastshotAdapun keuntungan dan kerugian menggunakan turbin air breastshot ini adalah sebagai berikut :Keuntungana. Tipe ini lebih efisien dari tipe undershot.b. Dibandingkan tipe overshot tingi jatuhnya lebih pendek.c. Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran datar.Kerugiana. Sudu-sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot (lebih rumit).b. Diperlukan dam pada arus aliran datar.c. Efisiensi lebih kecil dari pada tipe overshot.1.4 Turbin Air TubTurbin Air Tub merupakan turbin air yang turbinnya diletakkan secara horizontal dan sudu-sudunya miring terhadap garis vertikal, dan tipe ini dapat dibuat lebih kecil dari pada tipe overshot maupun tipe undershot. Karena arah gaya dari pancuran air menyamping maka energi yang diterima oleh turbin yaitu energi potensial dan kinetik.

Gambar Turbin Air TubAdapun keuntungan dan kerugian menggunakan turbin air tub ini adalah sebagai berikut :Keuntungana. Memiliki konstruksi yang lebih ringkas.b. Kecepatan putarnya lebih cepat.Kerugiana. Tidak menghasilkan daya yang besar.b. Karena komponennya lebih kecil membutuhkan tingkat ketelitian yang lebih teliti.

2 Klasifikasi Turbin AirTurbin air dikembangkan pada abad 19 dan digunakan secara luas untuk pembangkit tenaga listrik. Turbin air adalah mengubah energi potensial air menjadi energi mekanis dengan menggunakan air sebagai fluida kerja. Energi mekanis diubah dengan generator listrik menjadi tenaga listrik. Berdasarkan prinsip kerja turbin dalam mengubah energi potensial air menjadi energi mekanis, turbin air dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin impuls dan turbin reaksiTabel Pengelompokan TurbinJenis TurbinHigh HeadMedium HeadLow Head

Impuls TurbinesPeltonCross flowCross flow

TurgoMulti-jet Pelton Turqo

Reaction TurbinesFrancisPropeller

Kaplan

2.1 Turbin ImpulsEnergi potensial air diubah menjadi energi kinetik pada nosel. Air keluar nosel yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan momentum (impuls). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin impuls adalah turbin tekanan sama karena aliran air yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan.2.1.1 Turbin PeltonTurbin Pelton merupakan turbin impuls. Turbin pelton terdiri dari set sudu jalan yang diputar oleh pancaran air yang disemprotkan dari satu atau lebih alat yang disebut nosel. Turbin pelton adalah salah satu dari jenis turbin air yang paling efisien dan cocok digunakan untuk head tinggi.

Gambar Turbin PeltonBentuk sudu terdiri dari dua bagian yang simetris. Sudu dibentuk sedemikian sehingga pancaran air akan mengenai tengah-tengah sudu dan pencaran air tersebut akan berbelok ke kedua arah sehingga bisa membalikkan pancaran air dengan baik dan membebaskan sudu dari gaya-gaya samping. Untuk turbin dengan daya yang besar, sistem penyemprotan airnya dibagi lewat beberapa nosel. Dengan demikian diameter pancaran air bisa diperkecil dan ember sudu lebih kecil. Turbin Pelton untuk pembangkit skla besar membutuhkan head kurang 150 meter tetapi untuk skala mikro head 20 meter sudah cukup.

Gambar Sudu Turbin Pelton

Gambar Nosel2.1.2 Turbin TurgoTurbin kargo dapat beroperasi pada head 30 meter sampai 300 meter. Seperti turbin pelton turbin kargo merupakan turbin impuls, tetapi sudunya berbeda. Pncaran air dari nosel membentur sudu pada sudut 20. Kecepatan putrat turbin turgo lebih besar dari Turbin Pelton. Akibatnya dimungkinkan transmisi langsung dari turbin ke generator sehingga menaikkan efisiensi total sekaligus menurunkan biaya perawatan.

Gambar Sudu Turbin Turgo dan Nosel2.1.3 Turbin CrossflowSalah satu jenis turbin impuls ini juga dikenal dengan nama Turbin Michell-Banki yang merupakan penemunya. Selain itu juga disebut Turbin Osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi Turbin Crossflow. Turbin Crossflow dapat dioperasikan pada debit 20 litres/sec hingga 10 m3/sec dan head antara 1 sampai 200 meter. Turbin Crossflow menggunakan nosel persegi panjang yang lebarnya sesuai dengan lebar runner. Pncaran air masuk turbin dan mengenai sudu sehingga terjadi konversi energi kinetik menjadi energi mekanis. Air mengalir keluar membentur sudu dan memberikan senerginya (lebih endah dibanding saat masuk) kemudian meninggalkan turbin. Runner Turbin dibuat dari beberapa sudu yang dipasang pada sepasang piringan paralel.

Gambar Turbin Crossflow2.2 Turbin ReaksiSudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudu sehingga runner (bagian turbin yang berputar) dapat berputar. Turbin yang bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai turbin reaksi. Runner turbin sepenuhnya tercelup dalam air dan berada dalam rumah turbin.

2.2.1 Turbin FrancisTurbin Francis meruapakan salah satu turbin reaksi. Turbin diapsang diantara sumber tekanan tinggi dibagian masuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar. Turbin Francis menggunakan sudu pengarah. Sudu pengarah mengarahkan air masuk secara tangensial. Sudu pengarah pada Turbin Francis dapat merupakan suatu sudu pengarah yang tetap ataupun sudu pengarah yang dapat diatur sudunya. Untuk penggunaan apada berbagai kondisi aliran air penggunaan sudu pengarah yang dapat diatur merupakan pilihan yang tepat.

Gambar Turbin FrancisTurbin Sketsa Turbin Francis2.2.2 Turbin Kaplan dan PropellerTurbin Kaplan dan Propeller merupakan turbin reaksi aliran aksial. Turbin ini tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller tersebut biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu.

Gambar Turbin Kaplan

Pada kesempatan ini kelompok kami membuat model turbin air jenis overshot untuk memenuhi tugas Mekanika Fluida Teknik pada bab Turbo Machinarry dengan spesifikasi turbin sebagai berikut

R = 10 cmL = 3 mmS = 3 cm

Bahan yang digunakan dalam pembuatan mikro hydro power adalah sebagai berikut :Bahan Prototype mikro hydro power Turbin Cover : Acrylit Turbin : Acrylit dengan diameter 32 cm. Poros Nozzle Selang Air Rantai Generator : Dinamo sepeda 12 Volt. Output : Lampu LED Baut dan Mur Bearing